Voorbereiding en eienskappe van poliuretaan semi-rigiede skuim vir hoëprestasie-motorleunings.
Die armleuning in die binnekant van die motor is 'n belangrike deel van die kajuit, wat die rol speel om die deur te stoot en te trek en die arm van die persoon in die motor te plaas. In geval van 'n noodgeval, wanneer die motor en die leuning bots, kan poliuretaan sagte leuning en gemodifiseerde PP (polipropileen), ABS (poliakrilonitriel-butadieen-stireen) en ander harde plastiek leunings goeie elastisiteit en buffer bied, waardeur beserings verminder word. Poliuretaan sagte skuim leunings kan 'n goeie handgevoel en pragtige oppervlaktekstuur bied, wat die gemak en skoonheid van die kajuit verbeter. Daarom, met die ontwikkeling van die motorbedryf en die verbetering van mense se vereistes vir binnemateriale, word die voordele van poliuretaan sagte skuim in motorleunings al hoe meer voor die hand liggend.
Daar is drie soorte poliuretaan sagte leunings: hoëveerkragtigheidskuim, selfkorsende skuim en semi-rigiede skuim. Die buitenste oppervlak van die hoëveerkragtigheidsleunings is bedek met PVC (polivinielchloried) vel, en die binnekant is poliuretaan hoëveerkragtigheidskuim. Die ondersteuning van die skuim is relatief swak, die sterkte is relatief laag, en die adhesie tussen die skuim en die vel is relatief onvoldoende. Die selfbeklede leuning het 'n skuimkernlaag van vel, lae koste, hoë integrasiegraad, en word wyd gebruik in kommersiële voertuie, maar dit is moeilik om die sterkte van die oppervlak en die algehele gemak in ag te neem. Semi-rigiede armleunings is bedek met PVC-vel, die vel bied goeie aanraking en voorkoms, en die interne semi-rigiede skuim het uitstekende gevoel, impakweerstand, energie-absorpsie en verouderingsweerstand, so dit word al hoe meer wyd gebruik in die gebruik van passasiersmotorbinne.
In hierdie artikel word die basiese formule van poliuretaan semi-rigiede skuim vir motorleunings ontwerp, en die verbetering daarvan word op grond hiervan bestudeer.
Eksperimentele afdeling
Hoof rou materiaal
Poli-eterpoli-ol A (hidroksielwaarde 30 ~ 40 mg/g), polimeerpoli-ol B (hidroksielwaarde 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. Gewysigde MDI [difenielmetaan-diisosianaat, w (NCO) is 25%~30%], saamgestelde katalisator, benattingsmiddel (Agent 3), antioksidant A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou, ens.; Benattingsmiddel (Agent 1), benattingsmiddel (Agent 2): Byke Chemical. Bogenoemde grondstowwe is van industriële graad. PVC-voeringvel: Changshu Ruihua.
Hooftoerusting en instrumente
Sdf-400 tipe hoëspoedmenger, AR3202CN tipe elektroniese balans, aluminiumvorm (10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB tipe elektriese waaieroond, KJ-1065 tipe elektroniese universele spanningsmasjien, 501A tipe supertermostaat.
Voorbereiding van basiese formule en monster
Die basiese formulering van semi-rigiede poliuretaanskuim word in Tabel 1 getoon.
Voorbereiding van die meganiese eienskappe-toetsmonster: die saamgestelde poliëter (A-materiaal) is volgens die ontwerpformule voorberei, in 'n sekere verhouding met die gewysigde MDI gemeng, vir 3~5 sekondes met 'n hoëspoed-roerapparaat (3000r/min) geroer, dan in die ooreenstemmende vorm tot skuim gegooi, en die vorm binne 'n sekere tyd oopgemaak om die semi-starre poliuretaanskuim-gegotte monster te verkry.
Voorbereiding van die monster vir die bindingsprestasietoets: 'n laag PVC-vel word in die onderste matrys van die vorm geplaas, en die gekombineerde poliëter en gemodifiseerde MDI word in verhouding gemeng, geroer deur 'n hoëspoed-roerapparaat (3 000 r/min) vir 3~5 s, dan in die oppervlak van die vel gegooi, en die vorm word toegemaak, en die poliuretaanskuim met die vel word binne 'n sekere tyd gevorm.
Prestasietoets
Meganiese eienskappe: 40% CLD (drukhardheid) volgens ISO-3386 standaardtoets; Treksterkte en verlenging by breek word getoets volgens ISO-1798 standaard; Skeursterkte word getoets volgens ISO-8067 standaard. Bindprestasie: Die elektroniese universele spanningsmasjien word gebruik om die vel en skuim 180° af te skil volgens die standaard van 'n OEM.
Verouderingsprestasie: Toets die verlies van meganiese eienskappe en bindingseienskappe na 24 uur se veroudering teen 120 ℃ volgens die standaardtemperatuur van 'n OEM.
Resultate en bespreking
Meganiese eienskap
Deur die verhouding van poliëterpolyol A en polimeerpolyol B in die basiese formule te verander, is die invloed van verskillende poliëterdosisse op die meganiese eienskappe van semi-rigiede poliuretaanskuim ondersoek, soos getoon in Tabel 2.
Uit die resultate in Tabel 2 kan gesien word dat die verhouding van poliëterpolyol A tot polimeerpolyol B 'n beduidende effek op die meganiese eienskappe van poliuretaanskuim het. Wanneer die verhouding van poliëterpolyol A tot polimeerpolyol B toeneem, neem die verlenging by breek toe, die drukhardheid neem tot 'n sekere mate af, en die treksterkte en skeursterkte verander min. Die molekulêre ketting van poliuretaan bestaan hoofsaaklik uit 'n sagte segment en 'n harde segment, 'n sagte segment van die poliol en 'n harde segment van die karbamaatbinding. Aan die een kant verskil die relatiewe molekulêre gewig en hidroksielwaarde van die twee poliole, aan die ander kant is die polimeerpolyol B 'n poliëterpolyol wat gemodifiseer is deur akrilonitriel en stireen, en die rigiditeit van die kettingsegment word verbeter as gevolg van die teenwoordigheid van 'n benseenring, terwyl die polimeerpolyol B klein molekulêre stowwe bevat, wat die brosheid van die skuim verhoog. Wanneer poliëterpolyol A 80 dele en polimeerpolyol B 10 dele is, is die omvattende meganiese eienskappe van die skuim beter.
Bindingseiendom
As 'n produk met 'n hoë drukfrekwensie, sal die leuning die gemak van onderdele aansienlik verminder as die skuim en vel afskil, dus is die bindingsprestasie van poliuretaanskuim en vel vereis. Op grond van bogenoemde navorsing is verskillende benattingsdispergeermiddels bygevoeg om die adhesie-eienskappe van die skuim en die vel te toets. Die resultate word in Tabel 3 getoon.
Dit kan uit Tabel 3 gesien word dat verskillende benattingsdispergeermiddels duidelike effekte op die afskilferingskrag tussen die skuim en die vel het: Skuimineenstorting vind plaas na die gebruik van bymiddel 2, wat veroorsaak kan word deur oormatige oopmaak van die skuim na die byvoeging van bymiddel 2; Na die gebruik van bymiddels 1 en 3, het die stroopsterkte van die blanko monster 'n sekere toename, en die stroopsterkte van bymiddel 1 is ongeveer 17% hoër as dié van die blanko monster, en die stroopsterkte van bymiddel 3 is ongeveer 25% hoër as dié van die blanko monster. Die verskil tussen bymiddel 1 en bymiddel 3 word hoofsaaklik veroorsaak deur die verskil in die benatbaarheid van die saamgestelde materiaal op die oppervlak. Oor die algemeen, om die benatbaarheid van vloeistof op vaste stof te evalueer, is die kontakhoek 'n belangrike parameter om die oppervlakbenatbaarheid te meet. Daarom is die kontakhoek tussen die saamgestelde materiaal en die vel na die byvoeging van die bogenoemde twee benattingsdispergeermiddels getoets, en die resultate word in Figuur 1 getoon.
Dit kan uit Figuur 1 gesien word dat die kontakhoek van die blanko monster die grootste is, naamlik 27°, en die kontakhoek van hulpmiddel 3 die kleinste is, naamlik slegs 12°. Dit toon dat die gebruik van bymiddel 3 die benatbaarheid van die saamgestelde materiaal en die vel tot 'n groter mate kan verbeter, en dit is makliker om op die oppervlak van die vel te versprei, dus het die gebruik van bymiddel 3 die grootste afskilferingskrag.
Verouderende eiendom
Leuningprodukte word in die motor gepers, die frekwensie van sonligblootstelling is hoog, en die verouderingsprestasie is nog 'n belangrike prestasie wat poliuretaan semi-rigiede leuningskuim in ag moet neem. Daarom is die verouderingsprestasie van die basiese formule getoets en die verbeteringsstudie uitgevoer, en die resultate word in Tabel 4 getoon.
Deur die data in Tabel 4 te vergelyk, kan gevind word dat die meganiese eienskappe en bindingseienskappe van die basiese formule aansienlik verminder word na termiese veroudering by 120 ℃: na veroudering vir 12 uur is die verlies aan verskeie eienskappe behalwe digtheid (dieselfde hieronder) 13%~16%; Die prestasieverlies van 24 uur veroudering is 23%~26%. Daar word aangedui dat die hitteverouderingseienskap van die basiese formule nie goed is nie, en die hitteverouderingseienskap van die oorspronklike formule kan duidelik verbeter word deur 'n klas antioksidant A by die formule te voeg. Onder dieselfde eksperimentele toestande na die byvoeging van antioksidant A, was die verlies aan verskeie eienskappe na 12 uur 7%~8%, en die verlies aan verskeie eienskappe na 24 uur was 13%~16%. Die afname in meganiese eienskappe is hoofsaaklik te wyte aan 'n reeks kettingreaksies wat veroorsaak word deur chemiese bindingsbreuk en aktiewe vrye radikale tydens die termiese verouderingsproses, wat lei tot fundamentele veranderinge in die struktuur of eienskappe van die oorspronklike stof. Aan die een kant is die afname in bindingsprestasie te wyte aan die afname in die meganiese eienskappe van die skuim self, aan die ander kant omdat die PVC-vel 'n groot aantal weekmakers bevat, en die weekmaker migreer na die oppervlak tydens die proses van termiese suurstofveroudering. Die byvoeging van antioksidante kan die termiese verouderingseienskappe daarvan verbeter, hoofsaaklik omdat antioksidante nuut gegenereerde vrye radikale kan uitskakel, die oksidasieproses van die polimeer kan vertraag of inhibeer, om sodoende die oorspronklike eienskappe van die polimeer te behou.
Omvattende prestasie
Gebaseer op die bogenoemde resultate, is die optimale formule ontwerp en die verskillende eienskappe daarvan geëvalueer. Die werkverrigting van die formule is vergelyk met dié van die algemene poliuretaan hoë-terugkaatsende leuningskuim. Die resultate word in Tabel 5 getoon.
Soos uit Tabel 5 gesien kan word, het die werkverrigting van die optimale semi-rigiede poliuretaanskuimformule sekere voordele bo die basiese en algemene formules, en dit is meer prakties, en dit is meer geskik vir die toepassing van hoëprestasie-leunings.
Gevolgtrekking
Deur die hoeveelheid poliëter aan te pas en gekwalifiseerde benattingsdispergeermiddel en antioksidant te kies, kan die semi-rigiede poliuretaanskuim goeie meganiese eienskappe, uitstekende hitteverouderingseienskappe en so meer gee. Gebaseer op die uitstekende werkverrigting van die skuim, kan hierdie hoëprestasie-poliuretaan semi-rigiede skuimproduk op motorbuffermateriale soos leunings en instrumenttafels toegepas word.
Plasingstyd: 25 Julie 2024